船舶极短期运动响应预报系统

发布时间: 2023-12-06

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术许可

成果类型：实用新型专利

行业领域：

高端装备制造产业

成果介绍

极短期预报是指在船舶运行过程中，对船舶过去的各项运行参数指标进行分析，以预报船舶未来短期运动姿态的技术。多次实践表明，极短期预报能有效减小恶劣海况下船舶发生意外情况的几率，从而极大地保护海上作业人员的生命财产安全。极短期预报一般用于航母舰载机起降、大型吊装作业、复杂海况航行等。与陆上载具不同，海上载具的运动需要考虑风浪等更多复杂因素的影响，部分海上复杂作业，需要对海上平台六个自由度运动趋势做出精确判断，因此，极短期预报系统属于海上船舶自动控制系统的重要组成部分，对于海上作业的安全起到至关重要的作用，研究高度精确的海上极短期预报系统对我国发展船舶等海上平台自动化控制系统有重要意义。

成果亮点

（1）长短期记忆（LSTM）神经网络算法的优化设计用于极短期预报的LSTM神经网络算法必须满足结构简洁、运算速度快、效率高、延迟低不能出现频繁报错和卡顿等现象。LSTM算法的优化设计需要综合考虑船舶航行各项参数的函数曲线、波动幅度等，还要结合波浪数据适当调节权重和学习率。（2）海上雷达、视频分析系统设计多特征的极短期预报系统需要同时考虑船舶运动数据和波浪数据，其中波浪数据需要通过雷达或视频分析系统对波浪运动轨迹、加速度进行逐帧分析后估测获得。（3）数字孪生系统数字孪生系统旨在获得船舶运动预报数据后，通过构建数字化船模等方式，生成精确反应船舶过去、现在、未来运动的数字副本，供船上人员随时监控。同时，在海上实验中，与极短期预报配套的数字孪生系统一旦获取相关信息，船舶虚拟模型便可用于运行模拟、研究性能问题并生成可能的改进方案，显著减少研究成本。

团队介绍

江阴耐波特船用设备有限公司地处闻名的长江金三角月城镇，成立于2003年。公司占地面积35,000多平方米，建筑面积75,000多平方米。公司拥有设计、制造玻璃钢救生/救助艇的专业工程师、工程师和各类技术人员200多名。公司生产设备先进，管理严格执行ISO9001:2008标准，检测设备齐全,并拥有110米高的自由降落式救生艇试验塔和能承受100T负荷的艇架液压试验平台，产品安全性可靠，技术先进，追求高超品质，建立了完善的全球服务网络, 并按照MSC.1/Cir 1206 的要求进行救生设备的检查和维护工作。耐波特救生设备已取得ABS, BV, CCS, DNV•GL, EC, KR, LR, NK, RINA, RMRS各大船级社的认可。公司设计、制造的各类救生设备满足SOLAS公约修正案和国际救生设备（LSA）规则的要求，并经受了国际海事组织决议MSC.81（70）救生设备试验及其最新决议。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”高端装备产业科技服务团 (中国造船工程学会) 评价时间：2023-12-07

李龙

702研究所

高级工程师

综合评价

本项目针对不同的海洋工作环境、工作需求，所需设备的结构特点和功能原理，集中人力物力，突破了极短期预报时间短、精度差等一系列难题，形成了极短期预报系统的关键技术。从目前国际海洋工程装备发展的趋势来看，船舶极短期预报项目持续向高精度、高预报时长发展，对10s以上极短期预报系统的需求将越来越多。但是目前国内外企业的传统优势仍集中于10s左右的单特征输入极短期预报系统，多特征极短期预报系统尚未广泛应用，因此选择结合波浪数据的多特征输入极短期预报系统作为研发对象，具有一定的后发优势，能够打破国外技术壁垒，实现跨越式发展。

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